正版 MATLAB 2016高级应用与仿真 李津 刘涛 MATLAB MATLAB2016 仿真技术 EDA 机械工

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MATLAB 2016高级应用与仿真

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 机械工业出版社

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第1章  MATLAB入门

1.1  MATLAB中的科学计算概述

1.1.1  MATLAB的发展历程

1.1.2  MATLAB系统

1.2  MATLAB 2016的用户界面

1.2.1  标题栏

1.2.2  功能区

1.2.3  工具栏

1.2.4  命令窗口

1.2.5  历史窗口

1.2.6  当前目录窗口

1.2.7  工作空间管理窗口

1.2.8  图像窗口

1.3  MATLAB内容及查找

1.3.1  MATLAB的搜索路径

1.3.2  扩展MATLAB的搜索路径

1.4  MATLAB的帮助系统

1.4.1  联机帮助系统

1.4.2  帮助命令

1.4.3  联机演示系统

1.4.4  网络资源

第2章  MATLAB基础知识

2.1  MATLAB命令的组成

2.1.1  基本符号

2.1.2  功能符号

2.1.3  常用指令

2.1.4  基本数学函数

2.2  数据类型

2.2.1  变量与常量

2.2.2  数值

2.2.3  字符串

2.2.4  向量

2.2.5  矩阵

2.2.6  单元型变量

2.2.7  结构型变量

2.3  运算符

2.3.1  算术运算符

2.3.2  关系运算符

2.3.3  逻辑运算符

2.4  数值运算

2.4.1  矩阵运算

2.4.2  向量运算

2.5  M文件

2.5.1  命令式文件

2.5.2  函数式文件

2.6  操作实例——魔方阵函数

第3章  程序设计基础

3.1  MATLAB程序设计

3.1.1  表达式、表达式语句与赋值语句

3.1.2  程序结构

3.1.3  程序流程控制指令

3.1.4  人机交互语句

3.1.5  MATLAB程序的调试命令

3.2  函数句柄

3.2.1  函数句柄的创建与显示

3.2.2  函数句柄的调用与操作

3.3  函数变量及其作用域

3.4  子函数与私有函数

3.5  程序设计的辅助函数

3.6  程序设计优化

3.7  文件调用纪录

3.7.1  profile函数

3.7.2  调用记录结果的显示

3.8  操作实例——编写一个学生成绩评定函数

第4章  二维图形绘制

4.1  二维曲线的绘制

4.1.1  绘制二维图形

4.1.2  多图形显示

4.1.3  函数图形的绘制

4.2  图形属性设置

4.2.1  图形窗口的属性

4.2.2  坐标系与坐标轴

4.2.3  图形注释

4.3  三维绘图

4.3.1  三维曲线绘图命令

4.3.2  三维网格命令

4.3.3  三维曲面命令

4.3.4  柱面与球面

4.3.5  三维图形等值线

4.4  三维图形修饰处理

4.4.1  视角处理

4.4.2  颜色处理

4.4.3  光照处理

4.5  操作实例——绘制函数的三维视图

第5章  图形与图像的处理

5.1  向量图形

5.2  图像处理及动画演示

5.2.1  图像的读写

5.2.2  图像的显示及信息查询

5.2.3  动画演示

5.3  操作实例——曲线的绘制

第6章  高等数学计算

6.1  数列

6.1.1  数列求和

6.1.2  数列求积

6.2  级数

6.2.1  级数求和

6.3  极限、导数

6.3.1  极限

6.3.2  导数

6.4  积分

6.4.1  定积分与广义积分

6.4.2  不定积分

6.4.3  多重积分

6.5  积分变换

6.5.1  傅里叶(Fourier)积分变换

6.5.2  傅里叶(Fourier)逆变换

6.5.3  快速傅里叶(Fourier)变换

6.5.4  拉普拉斯(Laplace)变换

6.5.5  拉普拉斯(ilaplace)逆变换

6.6  复杂函数

6.6.1  泰勒(Taylor)展开

6.6.2  傅里叶(Fourier)展开

6.7  操作实例——高斯脉冲时域与频域转换

第7章  方程组

7.1  方程的运算

7.1.1  方程组的介绍

7.1.2  方程式的解

7.1.3  线性方程有解

7.2  线性方程组求解

7.2.1  线性方程组定义

7.2.2  利用矩阵的基本运算

7.2.3  利用矩阵分解法求解

7.2.4  非负最小二乘解

7.3  四元一次方程组求解

7.3.1  利用矩阵的逆

7.3.2  利用行阶梯形求解

7.3.3  利用矩阵分解求解

7.4  非线性方程（组）的求解

7.4.1  非线性方程的求解

7.4.2  非线性方程组的求解

7.5  常微分方程的数值解法

7.5.1  欧拉(Euler)方法

7.5.2  龙格-库塔(Runge Kutta)方法

7.5.3  龙格-库塔(Runge-Kutta)方法解刚性问题

7.6  偏微分方程

7.6.1  介绍

7.6.2  区域设置及网格化

7.6.3  边界条件设置

7.6.4  解椭圆型方程

7.6.5  解抛物型方程

7.6.6  解双曲型方程

7.6.7  解特征值方程

7.6.8  解非线性椭圆型方程

7.7  操作实例——带雅克比矩阵的非线性方程组求解

第8章  符号运算

8.1  符号与数值

8.1.1  符号与数值间的转换

8.1.2  符号与数值间的精度设置

8.2  符号矩阵

8.2.1  符号矩阵的创建

8.2.2  符号矩阵的其他运算

8.2.3  符号多项式的简化

8.3  多元函数分析

8.3.1  雅可比矩阵

8.3.2  实数矩阵的梯度

8.4  操作实例——希尔伯特矩阵

第9章  优化设计

9.1  优化问题概述

9.1.1  背景

9.1.2  最优化问题的实现

9.1.3  基本概念及分支

9.2  MATLAB中的工具箱

9.2.1  MATLAB中常用的工具箱

9.2.2  工具箱和工具箱函数的查询

9.3  优化工具箱中的函数

9.4  优化函数的变量

9.5  参数设置

9.5.1  参数值

9.5.2  optimset函数

9.5.3  optimget函数

9.6  模型输入时需要注意的问题

9.7  @函数

9.8  优化算法介绍

9.8.1  参数优化问题

9.8.2  无约束优化问题

9.8.3  拟牛顿法实现

9.8.4  最小二乘优化

9.8.5  非线性最小二乘实现

9.8.6  约束优化

9.8.7  SQP实现

9.9  线性规划

9.9.1  表述形式

9.9.2  MATLAB求解

9.10  操作实例——最小化问题

第10章  图形用户界面设计

10.1  用户界面概述

10.1.1  用户界面对象

10.1.2  图形用户界面

10.2  图形用户界面设计

10.2.1  GUI概述

10.2.2  创建控件

10.2.3  控件属性编辑

10.3  控件编程

10.3.1  菜单设计

10.3.2  回调函数

10.4  操作实例——二阶系统的曲线显示

第11章  Simulink仿真基础

11.1  Simulink简介

11.1.1  Simulink模型的特点

11.1.2  Simulink的数据类型

11.2  Simulink模块库

11.2.1  常用模块库

11.2.2  子系统及其封装

11.3  模块的创建

11.3.1  创建模块文件

11.3.2  模块的基本操作

11.3.3  模块参数设置

11.3.4  模块的连接

11.4  仿真分析

11.4.1  仿真参数设置

11.4.2  仿真的运行和分析

11.4.3  仿真错误诊断

11.5  过零检测

11.6  代数环

11.7  回调函数

11.8  S函数

11.8.1  S函数的工作流程

11.8.2  S函数的编写

11.9  操作实例——轴系扭转振动仿真

第12章  数理统计分析

12.1  MATLAB 数理统计基础

12.1.1  样本均值

12.1.2  样本方差与标准差

12.1.3  协方差和相关系数

12.2  曲线拟合

12.2.1  多项式拟和

12.2.2  直线的最小二乘拟合

12.2.3  最小二乘法曲线拟合

12.3  回归分析

12.3.1  一元线性回归

12.3.2  多元线性回归

12.3.3  部分最小二乘回归

12.4  操作实例——飞机速度拟合分析

第13章  概率统计分析

13.1  概率问题

13.2  数据可视化

13.2.1  离散情况

13.2.2  连续情况

13.3  正交试验分析

13.3.1  正交试验的极差分析

13.3.2  正交试验的方差分析

13.4  特殊图形

13.4.1  统计图形

13.4.2  离散数据图形

13.5  操作实例——盐泉的钾性判别

第14章  MATLAB与外部程序接口

14.1  应用程序接口介绍

14.1.1  MEX文件

14.1.2  mx-函数库和MEX文件的区别

14.1.3  MAT文件

14.2  MEX文件的编辑与使用

14.2.1  C语言MEX文件的编写

14.2.2  FORTRAN语言MEX文件

14.3  MATLAB可执行程序

14.3.1  接口函数mexFunction

14.3.2  出错信息发布函数mexErrMsgTxt和mexWarnMsgTxt

14.3.3  变量定义函数mexCallMATLAB和mexString

14.3.4  建立二维双精度矩阵函数mxCreateDoubleMatrix

14.3.5  获取行维和列维函数mxGetM、mxGetN

14.3.6  获取矩阵实部和虚部函数mxGetPr、mxGetPi

14.3.7  在Visual C++中实现MATLAB可执行程序

第15章  控制系统的时域分析设计实例

15.1  控制系统的分析

15.1.1  控制系统的仿真分析

15.1.2  闭环传递函数

15.2  闭环传递函数的响应分析

15.2.1  阶跃响应曲线

15.2.2  冲激响应曲线

15.2.3  斜坡响应

15.3  控制系统的稳定性分析

15.3.1  状态空间实现

15.3.2  稳定性

第16章  分析健康女性的测量数据设计实例

16.1  健康女性的测量数据分析

16.2  曲线拟合分析

16.2.1  二次多项式拟合曲线

16.2.2  直线拟合分析

16.2.3  线性回归分析

16.3  样本分析

16.3.1  样本均值分析

16.3.2  样本方差的分析

16.3.3  协方差分析

参考文献

全书以MATLAB 2016为基础，结合高等学校学生的教学经验和计算科学的应用，讲解MATLAB在智能计算和系统仿真分析中的各种方法和技巧，完整的编写一套让学生与零基础读者可以灵活掌握的教学指南，让他们终脱离书本并独立应用于工程实践中。

本书主要内容包括MATLAB的入门、基础知识、程序设计基础、图形绘制、图形与图像的处理、高等数学计算、方程组的运算、符号运算、优化设计、图形用户界面设计、Simulink仿真基础、数理统计分析、概率统计分析和外部接口设计。本书覆盖数学计算与仿真分析的各个方面，既有MATLAB基本函数的介绍，也有用MATLAB编写的专门计算程序，利用函数解决不同的应用问题，实例丰富而典型，包括两章经典实例，将重点知识进行融入应用，全书通过近400个实例指导读者有的放矢地进行学习。

本书既可作为初学者的入门用书，也可作为相关工程技术专业工程技术人员、硕士生、博士生的工具用书。